DE2801363C2

DE2801363C2 -

Info

Publication number: DE2801363C2
Application number: DE2801363A
Authority: DE
Inventors: Knut Anders Lennart Norrkoeping Se Lundberg
Original assignee: STAL REFRIGERATION NORRKOEPING SE AB
Current assignee: STAL REFRIGERATION NORRKOEPING SE AB
Priority date: 1977-01-20
Filing date: 1978-01-13
Publication date: 1990-05-10
Also published as: GB1553352A; SE403822B; DE2801363A1; US4185949A; JPS5392913A; JPS6118678B2; SE7700571L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für einen Schrau benkompressor zur Herabsetzung der Axialkraft gemäß dem Ober begriff des Anspruches 1. Zwei Ausführungsformen einer solchen Vorrichtung sind bekannt aus der DD 80 961.

Bei beiden bekannten Vorrichtungen ist die Welle des Rotors - was besonders bei großen Schraubenkompressoren zweckmäßig ist - in radialer Richtung in einem Paar von Gleitlagern und in axialer Richtung durch ein Wälzlager gelagert. Damit die Gleitlager ord nungsgemäß arbeiten können, ist es erforderlich, daß die Welle sich in ihnen in radialer Richtung bewegen kann. Daher ist das Wälzlager bei der bekannten Anordnung so gelagert, daß es sich relativ zum Gehäuse radial bewegen kann. Der Kolben, welcher die vom Wälzlager zu übertragende axiale Kraft herabsetzen und damit eine zufriedenstellende Lebendauer des Lagers sicher stellen soll, ist auf der Welle befestigt und wirkt bei einer der bekannten Anordnungen dichtend mit einer umgebenden Hülse zusam men, die in radialer Richtung des Gehäuses beweglich ist und ebenfalls in axialer Richtung gegen das Gehäuse abdichtet. Bei der anderen bekannten Ausführungsform hat der Kolben einen Kolben ring, welcher in radialer Richtung relativ zum Kolben beweglich ist und dichtend mit einer umgebenden Hülse zusammenwirkt, wel che relativ zum Gehäuse nicht beweglich ist.

Beide bekannten Anordnungen haben den Nachteil, daß eine Ab nutzung an der Oberfläche dort auftritt, wo der Kolben bzw. der Kolbenring und die umgebende Hülse dichtend zusammenwirken, da keine Vorkehrungen getroffen sind, welche verhindern, daß der Kolben bzw. der Kolbenring mit der umgebenden Hülse in Berührung kommt. Die genannte Abnutzung bedeutet, daß der Dichtungsspalt an der genannten Fläche sich erweitert mit der Folge, daß, wenn der Flüssigkeitsstrom zum Kolben nicht vergrößert wird, die axiale Kraft auf den Kolben kleiner wird, was zu einer Vergrößerung der axialen Kraft auf das Wälzlager führt und dadurch dessen Lebens dauer herabsetzt. Wenn dagegen der Flüssigkeitsstrom vergrößert wird, so daß sich die axiale Kraft auf den Kolben trotz der ge nannten Abnutzung nicht verändert, so muß für diese Flußvergrößerung eine entsprechend größere Pumpenarbeit aufgewendet werden, was zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades des Kompressors führt.

Darüber hinaus tritt bei der bekannten Anordnung eine weitere Ab nutzung als Folge der Bewegung der Welle in radialer Richtung in den Gleitlagern auf, und zwar einerseits an der Stelle, wo das Wälzlager gegen das Gehäuse anliegt, und andererseits dort, wo die genannte Hülse in axialer Richtung gegen das Gehäuse an liegt, sowie an der Stelle, an der der Kolbenring in axialer Rich tung gegen den Kolben anliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art in der Weise weiterzuentwickeln, daß die erläuterten Abnutzungen an Oberflächen weitgehend ver mieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung der eingangs ge nannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß das im kennzeich nenden Teil des Anspruches 1 genannte Merkmal hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen genannt.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Kolben und die Ober fläche, mit der der Kolben zusammenwirkt, den radialen Bewe gungen der Welle mit einem zwischen ihnen gebildeten Dichtungs spalt folgen können, der dem Zweck entsprechend ausreichend schmal sein kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß es zu einer Berührung zwischen dem Kolben und der genannten Fläche kommt.

Darüber hinaus ist bei der Anordnung nach der Erfindung nur eine Stelle vorhanden, wo eine Abnutzung als Folge der radialen Be wegung der Welle stattfindet. Dies ist die Stelle, an der das Wälzlager gegen das Gehäuse anliegt. Die Anordnung nach der Er findung ist auch hinsichtlich ihres Aufbaues einfacher als die bekannte Anordnung.

Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung ist der äußere Lagerring des Wälzlagers in axialer Richtung zwischen seiner Anlage an dem Gehäuse und dem Kolben angeordnet. Auf diese Weise wird eine einfache Anordnung ds Kolbens, des Wälzlagers und des angrenzenden Gleitlagers erreicht, und gleichzeitig wird es ermöglicht, daß das genannte Gleitlager und das Wälz lager in einfacher Weise durch dieselbe Flüssigkeit geschmiert wird, welche in axialer Richtung auf den Kolben wirkt.

Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist ein ring förmiges Bauteil vorhanden, welches sich in axialer Richtung von dem äußeren Lagerring des Wälzlagers zu dem Kolben erstreckt und diesen umschließt, wobei der Kolben mit dem ringförmigen Bauteil dichtend zusammen arbeitet. Auf diese Weise läßt sich leicht ein ringförmiger Dichtungsspalt herstellen, dessen Länge in der Flußrichtung des Schmiermittels durch den Spalt in einfacher Weise den herrschen den Dichtungsanforderungen angepaßt werden kann. Auch die auf den Kolben wirkende Kraft kann verändert werden, indem man den Durchmesser des ringförmigen Bauteils und des Kolbens am Dich tungsspalt verändert.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Kolben derart angeordnet, daß er unmittelbar mit einer Stirnfläche des äußeren Lagerringes des Wälzlagers dichtend zusammenarbeitet. Diese Ausführungsform ist in konstruktiver Hinsicht besonders einfach, und sie ist in gewissen Anwendungsfällen völlig ausreichend.

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele der Erfindung soll diese näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Schraubenkompressor mit einem Kolben zur Entlastung des Wälzlagers von der axialen Kraft,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Entlastungskolbens.

Das Gehäuse eines Schraubenkompressors ist mit 1 bezeichnet. Zwei schraubenförmige Rotoren, von denen nur einer, nämlich der mit 2 bezeichnete, in der Figur gezeigt ist, sind in dem Gehäuse 1 ein geschlossen. Aus der einen Stirnseite des Rotors ragt ein erstes Wellenende 3 hervor, welches in radialer Richtung in einer La gerhülse 4 gelagert ist, welcher ein Schmiermittel (Öl) durch einen Kanal 6 zugeführt wird.

Aus der anderen Stirnseite der Rotors ragt ein zweites Wellen ende 9 hervor, welches in radialer Richtung in einer Lager hülse 10 gelagert ist, welcher ein Schmiermittel (Öl) über einen Kanal 11 zugeführt wird. Ferner ist das Wellenende 9 und damit der Rotor 2 in einer axialen Richtung durch ein Wälzlager 12 ge lagert, welches einen inneren Lagerring 14 hat, der auf dem äußeren Abschnitt 15 des Wellenendes 9 mittels eines Kolbens 16 A und einer Mutter 17 befestigt ist. Das Wälzlager 12 hat einen wei teren äußeren Lagerring 18 und Wälzkörper 19, welche zwischen den beiden Lagerin gen angeordnet sind.

Der äußere Lagerring 18 des Wälzlagers stützt sich in axialer Rich tung gegen eine radiale Fläche 20 des Gehäuses 1 ab.

Bei Betrieb wird durch das komprimierte Medium auf den Rotor 2 sowohl eine axiale wie eine radiale Kraft ausgeübt. Die radiale Kraft wird über die Lagerhülsen 4 und 10 auf das Gehäuse 1 über tragen. Von der durch das komprimierte Medium in axialer Rich tung auf den Rotor 2 ausgeführten Kraft F _a ist bei der Ausführungs form gemäß den Figuren angenommen, daß sie in Richtung des Pfeiles 21 wirken. Mit der Belastung der Rotoren durch das komprimierte Medium steigt die axiale Kraft F _a. Wenn die Rotoren von dem ge nannten Medium entlastet sind, wird in der Ausführungsform gemäß den Figuren eine mögliche axiale Bewegung des Rotors 2 in die zum Pfeil 21 entgegengesetzte Richtung dadurch verhindert, daß die Stirnfläche 7 des Rotors 2 sich gegen die Wand 8 des Gehäuses anlegt.

Die Kraft F _a wird vom Rotor 2 auf das Gehäuse 1 über das Wellen ende 9, den Abschnitt 15, die Mutter 11, den Kolben 16 A, den Lagerring 14, die Wälzkörper 19, den Lagerring 18 und die radiale Fläche 20 übertragen. Damit die Gleitlager auf den Wellenenden 3 und 9 ordnungsgemäß arbeiten, ist es erforderlich, daß die Wellenenden 3 und 9 mit einem gewissen radialen Spiel in den Hülsen 4 und 10 gelagert sind. Deshalb ist die Fläche 20 radial angeordnet, so daß der Lagerring 18 den radialen Bewegungen der Wellenenden 3 und 9 folgen kann.

Der Kolben 16 A ist an dem Wellenabschnitt 15 angeordnet, um der Kraft F _a entgegenzuwirken, so daß die von dem Wälzlager 12 über tragene Kraft verkleinert wird.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 hat der Kolben 16 A eine kreiszylindrische Fläche 22 A, auf welcher kreisförmig umlaufende Rillen 23 A eingelassen sind. Die Fläche 22 A wirkt mit einem ringförmigen Bauteil 24 A zusammen, welches auf dem Lagerring 18 montiert ist, so daß sich ein kreisförmiger Dichtungsspalt zwi schen dem Bauteil 24 A und der Fläche 22 A bildet. Eine Berüh rung zwischen dem Kolben 16 A und dem Bauteil 24 A findet somit nicht statt.

Auf den Kolben 16 A wirkt dasselbe Öl, welches das Gleitlager des Wellenendes 9 und das Wälzlager 12 schmiert. Das Öl wird durch den Kanal 11 zugeführt, von wo es zwischen die Lagerringe 14 und 18 hindurch in eine Kammer 25 A fließt, welche zwischen dem Wälzlager 12 und dem Kolben 16 A gebildet ist. In der Kammer 25 A herrscht im wesentlichen der gleiche Druck wie im Kanal 11, der mit unter Druck stehendem Öl gespeist wird. Von der Kammer 25 A leckt das Öl durch den Dichtungsspalt zwischen dem Kolben 16 A und dem Bauteil 24 A in eine Kammer 26, in welcher ein Druck herrscht, der beispielsweise genauso groß ist wie der Saugdruck des Kompressors. Das Öl verläßt die Kammer 26 durch einen Kanal 27.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wirkt der Kolben 16 B direkt mit einer Stirnfläche des äußeren Lagerringes 18 zusammen. Der Dich tungsspalt liegt hier in einer radialen Ebene. Auch bei dieser Ausführungsform findet keine Berührung zwischen dem Kolben 16 B und dem Lagerring 18 statt.

Claims

1. Vorrichtung für einen Schraubenkompressor mit einer Ein richtung zur Herabsetzung der Axialkraft, die von einer Ro torwelle über ein Wälzlager auf das Gehäuse übertragen wird, welches Wälzlager aus einem inneren und einem äußeren Lager ring und zwischen diesen Lagerringen befindlichen Wälzkör pern besteht, wobei die Welle in dem Gehäuse in einem Gleit lager mit radialem Spiel drehbar gelagert ist, der innere Lagerring des Wälzlagers auf der Welle befestigt ist und der äußere Lagerring des Wälzlagers in axialer Richtung unter radialer Verschiebbarkeit vom Gehäuse gestützt wird, und mit einem konzentrisch auf der Welle befestigten Kolben, welcher unter Bildung eines Dichtspaltes mit einer nicht drehbeweg lichen Dichtfläche zusammenwirkt und welcher an einer zu dem Gleitlager gewandten Stirnfläche mit einer Druckflüssigkeit beaufschlagt wird, dadurch gekennzeich net, daß die nicht drehbewegliche Dichtfläche mit dem äußeren Lagerring (18) des Wälzlagers (12) fest verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der äußere Lagerring (18) des Wälzlagers in axialer Richtung zwischen einer Anlagefläche (20) am Gehäuse (1) und dem Kolben (16 A, 16 B) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Kolben (16 A) zusammenwirkende Dichtfläche durch ein ringförmiges Bauteil (24 A) gebildet wird, welches sich in axialer Richtung von dem äußeren Lagerring (18) zu dem Kolben (16 A) erstreckt und diesen umschließt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Kolben (16 B) zusammenwirkende Dichtfläche durch eine Stirnfläche des äußeren Lagerrings (18) gebildet wird.